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由子囊菌Ustilaginoidea virens(Cooke)Takah引起的稻曲病是世界范围内重要的真菌病害。该病近年来在我国各地频繁爆发,不仅造成水稻产量下降和品质降低,还产生对人畜禽有害的真菌毒素。目前稻曲病研究进展主要集中在侵染循环以及毒素的纯化和鉴定等方面,而对于稻曲病菌效应蛋白的功能及致病机理的相关研究还甚少。因此,本论文主要针对稻曲病菌中致病相关效应蛋白进行筛选和鉴定。首先,从119个稻曲病菌候选效应蛋白中筛选出13个能够在烟草上诱导细胞死亡。其中11个候选效应蛋白的信号肽被证明能引导蛋白分泌。除GUV 1975和GUV7139外,其它9个候选效应蛋白基因的转录水平在病菌侵染水稻的过程中有不同程度的上调。8个效应蛋白能在水稻原生质体中诱导细胞死亡,并发现信号肽的缺失将使它们丧失诱导烟草和水稻原生质体细胞死亡的能力。随后,实验证明GUV7139和GUV6759诱导细胞死亡的能力分别依赖于假定的丝氨酸蛋白酶活性位点和核糖核酸酶(RNase)活性位点。此外,还发现GUV2141和GUV6759存在N-糖基化修饰,这种修饰能影响蛋白诱导水稻细胞死亡的能力。其次,从93个稻曲病菌候选效应蛋白中筛选出42个能不同程度地抑制由布克氏菌(Burkholderia glumae)触发的烟草细胞死亡;并从其中35个中鉴定出19个和2个候选效应蛋白在与BAX和INF1同时表达时能分别抑制BAX和INF1诱导的烟草细胞死亡。此外,当效应蛋白在烟草中率先表达6小时后再表达BAX和INF1,发现有31个和24个候选效应蛋白能分别抑制BAX和INF1诱导的烟草细胞死亡。以上筛选结果说明多数稻曲病菌效应蛋白能抑制植物免疫。最后,对稻曲病菌效应蛋白SCRE2的功能进行了研究。发现SCRE2是一个分泌蛋白,并且能转移到植物细胞内。SCRE2在31个不同地区来源的稻曲病菌中完全保守,在稻曲病菌侵染水稻的早期表达显著上调;而且发现SCRE2的68-85位氨基酸是抑制BAX触发细胞死亡和氧爆发的最短功能域。更重要的是,敲除SCRE2减弱了稻曲病菌P1菌株对水稻的致病力。但是,在水稻中异源表达SCRE2可诱导OsPR10等病程相关基因表达、MAPK激活以及增强对细菌性条斑菌的抗性。这有可能是在水稻中超量表达效应蛋白所造成的一种假象,有待进一步验证。另外,SCRE2可以与水稻RNase T2家族的RNS1-RNS5相互作用;而RNS1-RNS5之间也存在复杂的互作关系。RNS1和RNS2被证明具有RNase酶活性。RNS2、RNS4和RNS5可抑制BAX触发的细胞死亡,RNS2、RNS3、RNS4和RNS5也可抑制INF1触发的细胞死亡。综上,本研究筛选和鉴定了11个诱导烟草细胞死亡的效应蛋白;获得了 42个能不同程度抑制细胞死亡的效应蛋白,为后续致病机制的研究奠定了基础。也鉴定到一个稻曲病菌致病因子SCRE2,并对其分子功能、毒力和寄主靶标蛋白进行了探索,为深入研究其与寄主蛋白互作机制提供了必要的基础。